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La historia del descubrimiento de la soldadura por fricción: ¿Por qué una patente de 1924 tiene un impacto tan duradero hoy en día?
La soldadura por fricción (FW) es un proceso de soldadura y unión de estado sólido que utiliza fricción mecánica entre piezas de trabajo en movimiento relativo para generar calor. Este proceso aplica una fuerza lateral llamada recalcado, que deforma plásticamente los materiales y los fusiona. La tecnología de soldadura por fricción se utiliza ampliamente en las industrias de la aviación y la automoción y juega un papel importante en la soldadura de metales y materiales termoplásticos.
Historia de la soldadura por fricción"La soldadura por fricción es una técnica de soldadura de estado sólido como la soldadura por forja, pero su mecanismo de funcionamiento y rango de aplicaciones son mucho más amplios".
Las primeras aplicaciones y patentes de la soldadura por fricción se remontan a principios del siglo XX, siendo la soldadura por fricción rotatoria el más antiguo de los diversos métodos. En 1924, W. Richter obtuvo una patente para la tecnología de soldadura por fricción lineal (LFW) en el Reino Unido, y posteriormente H. Klopstock obtuvo una patente similar en la Unión Soviética. Aunque las descripciones iniciales eran bastante vagas, estas primeras patentes sentaron una base importante para la tecnología de soldadura por fricción.
En 1956, un técnico llamado A. I. Chudikov realizó una investigación científica sobre la soldadura por fricción rotatoria en la Unión Soviética y la introdujo como proceso comercial por primera vez. En 1960, la tecnología se introdujo en Estados Unidos y empresas como Caterpillar Tractor Company, Rockwell International y American Manufacturing Foundry comenzaron a desarrollar máquinas relacionadas. El desarrollo de estas patentes no sólo se utilizó ampliamente en Europa y la Unión Soviética, sino que también allanó el camino para avances tecnológicos posteriores.
Tecnología convencional de soldadura por fricción
La soldadura por fricción incluye muchas formas, los siguientes son varios de los métodos de soldadura principales:
Soldadura por fricción rotatoria
En la soldadura por fricción rotacional (RFW), un componente de soldadura gira con respecto al otro y se aplica presión. El calentamiento del material se produce por la fricción, que finalmente forma una unión de soldadura inseparable.
Soldadura por fricción lineal La soldadura por fricción lineal (LFW) implica someter un componente a un movimiento alternativo lineal, contactando y aplicando presión a un componente estacionario. Soldadura por fricción y agitación La soldadura por fricción y agitación (FSW) es un proceso de unión de estado sólido que utiliza una herramienta no consumible para unir dos piezas enfrentadas sin fundir el material. A medida que la herramienta se mueve a lo largo de la línea de unión, el calor generado por la fricción entre la herramienta y el material de la pieza de trabajo hace que el material en el área de contacto se ablande, logrando así la soldadura.Tratamiento de superficies por fricción
El tratamiento de superficies por fricción es un proceso derivado de la soldadura por fricción mediante el cual el material de recubrimiento se aplica por medio de una varilla de material de recubrimiento giratoria (llamada mechtrode) para formar una capa de unión plastificada.Requisitos de calidad de la soldadura
Los requisitos de calidad para la soldadura por fricción dependen del campo de aplicación, por ejemplo, en la industria aeronáutica los defectos de soldadura son inaceptables. Las pruebas de calidad de la soldadura a menudo se realizan utilizando métodos de medición y digitalización para garantizar que la aleación o el metal tenga una estructura de grano ultrafino.
Evolución tecnológica y perspectivas futuras"La microestructura obtenida durante la soldadura por fricción es crucial para el rendimiento de la unión soldada".
La evolución de la tecnología de soldadura por fricción se refleja no sólo en la diversidad de métodos de soldadura, sino también en el creciente número de aplicaciones comerciales. Desde la década de 1960, muchas empresas han seguido innovando y desarrollando nuevas tecnologías híbridas, como la soldadura por fricción de baja fuerza, para reducir la fuerza necesaria para soldar y mejorar la eficiencia y la calidad de la soldadura.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la aplicación de la tecnología de soldadura por fricción no se limita a los materiales metálicos, sino que se ha expandido gradualmente a la soldadura de materiales termoplásticos, inyectando nueva vitalidad a la futura industria manufacturera.
Estos avances históricos y tecnológicos demuestran claramente que la influencia de la tecnología de soldadura por fricción sigue siendo muy amplia. Desde la patente de 1924 hasta la amplia aplicación actual, puede conducir a una innovación y un cambio continuos en la industria en el futuro. ¿Cómo cree que afectará el futuro desarrollo de la soldadura por fricción a la fabricación moderna?
